Bài viết này sẽ giới thiệu về khái niệm hệ số cản không khí (coefficient drag - viết tắt là Cd). Cd là một thuật ngữ quan trọng trong khí động lực học, được sử dụng để mô tả mức độ kháng cản mà một vật có trong lúc di chuyển trong dòng khí như không khí hay nước. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích cụ thể vai trò và ý nghĩa của Cd cũng như phương pháp tính toán ra giá trị Cd.
CD (Hệ số cản không khí) là gì ?
Hệ số cản không khí (Cd - coefficient drag) là hệ số kéo hay cản không khí, đây là một đại lượng vô chiều dùng để định lượng lực cản hoặc kháng cự của vật thể trong môi trường luồng khí như không khí hay nước.
Công thức tính CD
Công thức tính Cd là Cd = 2Fd / (ρu2A), trong đó Fd là lực cản, ρ là khối lượng riêng của chất lỏng, u là tốc độ dòng chảy tương đối so với vật, A là diện tích tham chiếu. Giá trị Cd phụ thuộc vào hình dạng vật thể, điều kiện dòng chảy như số Reynold, số Mach. Cd càng thấp thì cản khí động học của vật càng nhỏ.
Đối với ô tô, A là diện ngang phía trước. Đối với cánh máy bay, A là diện cánh. Cd ô tô thường lớn hơn Cd máy bay vì phương pháp tính A khác nhau.
CD rất quan trọng trong thiết kế xe hơi
Lý do quan trọng khiến hệ số cản không khí (Cd) trở nên rất quan trọng trong thiết kế xe hơi:
-
Cd ảnh hưởng trực tiếp đến lực cản khí động học tác động lên xe khi di chuyển. Lực cản này tỷ lệ thuận với tốc độ bình phương và khối lượng khí dòng chuyển động.
-
Cd cao sẽ khiến lực cản lớn hơn, dẫn đến việc xe tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn khi vận hành. Điều này ảnh hưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và hiệu suất xe.
-
Cd càng nhỏ thì khả năng vượt qua khí động lực của xe càng cao, cho phép xe đạt tốc độ lớn hơn. Điều này quan trọng cho hiệu suất và an toàn khi vận hành ở tốc độ cao.
-
Cd nhỏ giúp cải thiện tính năng gió động của xe, góp phần điều khiển ổn định hơn khi lái xe ở tốc độ cao.
-
Yêu cầu về Cd đòi hỏi phải tối ưu hóa thiết kế và chi tiết cấu trúc của xe, mang lại vẻ đẹp thể thao và hiện đại hơn.
Do đó, Cd được chú trọng xem xét ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu của một sản phẩm ô tô.
TH (trangcongnghe.com.vn)
